Bài 11. Điện trở. Định luật Ohm trang 30, 31, 32 SBT Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức

11.1

Một đoạn dây dẫn bằng đồng có chiều dài gấp hai lần chiều dài của đoạn dây dẫn bằng nhôm. Điện trở của đoạn dây đồng là R₁, điện trở của đoạn dây nhôm là R₂. So sánh R₁ với R₂, câu trả lời nào dưới đây là đúng?

A. R₁ = 2R₂.

B. R₁ < 2R₂.

C. R₁ > 2R₂.

D. Không đủ điều kiện để so sánh.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về điện trở của dây dẫn

Lời giải chi tiết:

Vì điện trở của dây dẫn còn phụ thuộc vào tiết diện dây dẫn.

Đáp án: D

11.2

Điện trở của dây dẫn không phụ thuộc vào yếu tố nào dưới đây?

A. Vật liệu làm dây dẫn.

B. Khối lượng riêng của chất làm dây dẫn.

C. Chiều dài dây dẫn.

D. Tiết diện dây dẫn.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về điện trở của dây dẫn

Lời giải chi tiết:

Điện trở phụ thuộc vào vật liệu chiều dài và tiết diện của dây dẫn

\(R = \rho \frac{l}{S}\)

Đáp án: B

11.3

Tính điện trở của đoạn dây dẫn bằng đồng nối từ cột điện vào công tơ điện của một gia đình có chiều dài là 50 m và tiết diện là 0,65 cm². 

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về điện trở của dây dẫn

Lời giải chi tiết:

\(R = \rho \frac{l}{S} = \frac{{1,{{7.10}^{ - 8}}.50}}{{0,{{65.10}^{ - 4}}}} = 0,013(\Omega )\)

11.4

Tính điện trở của các đoạn dây dẫn trong các trường hợp dưới đây:

a) Dây dẫn làm bằng nhôm có chiều dài 80 cm và tiết diện là 0,2 mm².

b) Dây dẫn làm bằng nikelin có chiều dài 400 cm và tiết diện là 0,5 mm².

c) Dây dẫn làm bằng constantan có chiều dài 50 cm và tiết diện là 0,005 cm².

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về điện trở của dây dẫn

Lời giải chi tiết:

Áp dụng công thức: \(R = \rho \frac{l}{S}\)nên điện trở của các đoạn dây dẫn là:

a) 0,112 Ω

b) 3,2 Ω

c) 0,5 Ω

11.5

Để nghiên cứu sự phụ thuộc điện trở của dây dẫn vào vật liệu làm dây dẫn, người ta tiến hành thí nghiệm theo phương án nào dưới đây?

A. Các dây dẫn có kích thước khác nhau, nhưng được làm từ cùng một loại vật liệu.

B. Các dây dẫn có kích thước như nhau và được làm bằng cùng một loại vật liệu.

C. Các dây dẫn có kích thước khác nhau và được làm bằng các vật liệu khác nhau. D. Các dây dẫn có kích thước như nhau và được làm bằng các vật liệu khác nhau. 

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về điện trở của dây dẫn

Lời giải chi tiết:

Để nghiên cứu sự phụ thuộc điện trở của dây dẫn vào vật liệu làm dây dẫn, người ta tiến hành thí nghiệm theo phương án: các dây dẫn có kích thước như nhau và được làm bằng các vật liệu khác nhau.

Đáp án: D

11.6

Có hai dây dẫn làm bằng cùng vật liệu. Dây thứ nhất có chiều dài gấp 8 lần và có tiết diện lớn gấp 2 lần dây dẫn thứ hai. Hỏi điện trở của dây dẫn thứ nhất lớn gấp mấy lần điện trở của dây dẫn thứ hai?

A. 8 lần.

B. 10 lần.

C. 4 lần.

D. 16 lần. 

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về điện trở của dây dẫn

Lời giải chi tiết:

\(R = \rho \frac{l}{S} \to \frac{{{R_1}}}{{{R_2}}} = \frac{{{l_1}.{S_2}}}{{{l_2}.{S_1}}} = \frac{8}{2} = 4\)

Vậy điện trở của dây dẫn thứ nhất lớn gấp 4 lần điện trở của dây dẫn thứ hai

Đáp án: C

11.7

Một dây cáp điện bằng đồng có lõi là 15 sợi dây đồng xoắn lại với nhau. Điện trở của mỗi sợi dây đồng này là 0,9 Ω. Tính điện trở của dây cáp điện này. 

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về điện trở của dây dẫn

Lời giải chi tiết:

Xoắn 15 sợi lại với nhau, tức là tiết diện dây dẫn tăng lên 15 lần, do đó điện trở giảm 15 lần.

Điện trở của cáp điện là: \(R = \frac{{0,9}}{{15}} = 0,06(\Omega )\)

11.8

Xác định điện trở của một biến trở làm bằng dây nikelin cuốn thành 150 vòng quanh một lõi sứ hình trụ. Biết đường kính của trụ sứ bằng 4 cm; đường kính của dây bằng 1 mm, điện trở suất của nikelin ρ = 4.10^-7 Ωm. 

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về điện trở của dây dẫn

Lời giải chi tiết:

Chu vi một vòng dây quấn quanh lõi sứ là: \(C{\rm{ }} = {\rm{ }}\pi .D{\rm{ }} = {\rm{ }}3,14{\rm{ }}.{\rm{ }}0,04{\rm{ }} = {\rm{ }}0,1256{\rm{ }}\left( m \right)\)

Chiều dài của dây dẫn: \(\)\(L{\rm{ }} = {\rm{ }}150.0,1256 = 18.84(m)\)

Diện tích tiết diện của dây dẫn: \(S{\rm{ }} = {\rm{ }}\pi {r^2} = {\rm{ }}3,14{\rm{ }}.{\left( {\frac{{0,001}}{2}} \right)^2} = {\rm{ }}7,{85.10^{ - 7}}\left( {{m^2}} \right)\)

Điện trở của biến trở là: \(R = \rho \frac{l}{S} = 9,6(\Omega )\)

11.9

Một dây đồng có tiết diện là 0,1 mm² và khối lượng là 0,3 kg. Tính điện trở của dây. Biết điện trở suất của đồng là ρ = 1,7.10^-8 Ωm, khối lượng riêng của đồng là 8,9 g/cm³.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về điện trở của dây dẫn

Lời giải chi tiết:

Khối lượng của vật là: m = D.V = D.S.l

\( \to l = \frac{m}{{D.S}} = \frac{{0,3}}{{8900.0,{{1.10}^{ - 6}}}} \approx 337(m)\)

Điện trở của dây là: \(R = \rho \frac{l}{S}\)\( = \frac{{1,{{7.10}^{ - 8}}.337}}{{0,{{1.10}^{ - 6}}}} = 57,3(\Omega )\)

11.10

Người ta dùng dây nikelin làm dây nung cho một bếp điện. Nếu dùng dây với đường kính tiết diện là 0,6 mm thì dây phải có độ dài là 2,88 m. Hỏi nếu không thay đổi điện trở của dây nung và vẫn dùng loại dây nikelin với đường kính tiết diện là 0,4 mm thì dây phải dài bao nhiêu?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về điện trở của dây dẫn

Lời giải chi tiết:

\({l_2} = {l_1}.\frac{{{S_2}}}{{{S_1}}} = {l_1}.{\left( {\frac{{{r_2}}}{{{r_1}}}} \right)^2} = 2,88.\frac{{0,{2^2}{{.10}^{ - 6}}}}{{0,{3^2}{{.10}^{ - 6}}}} = 1,28(m)\)

11.11

Hiệu điện thế giữa hai đầu bàn là điện là 220 V, điện trở của dây nung nóng của bàn là là 50 Ω. Cường độ dòng điện chạy qua dây nung nóng của bàn là là bao nhiêu?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về định luật OHM

Lời giải chi tiết:

\(I = \frac{U}{R} = \frac{{220}}{{50}} = 4,4(A)\)

11.12

Cường độ dòng điện qua dây tóc bóng đèn là 0,7 A, điện trở của dây tóc bóng đèn là 310 Ω. Xác định hiệu điện thế giữa hai đầu bóng đèn.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về định luật OHM

Lời giải chi tiết:

\(U{\rm{ }} = {\rm{ }}IR{\rm{ }} = {\rm{ }}0,7.310{\rm{ }} = {\rm{ }}217{\rm{ }}\left( V \right)\)

11.13

Một vôn kế có giá trị đo tối đa đến 150 V. Để dòng điện qua vôn kế không được vượt quá 0,01 A thì vôn kế phải có điện trở bằng bao nhiêu?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về định luật OHM

Lời giải chi tiết:

\(I = \frac{U}{R} \le 0,01 \to R \ge \frac{U}{{0,01}} = \frac{{150}}{{0,01}} = 15000(\Omega )\)

11.14

Hình 11.1 là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện qua một điện trở vào hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở. Xác định giá trị điện trở.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về định luật OHM

Lời giải chi tiết:

\(R = \frac{U}{I} = \frac{4}{1} = 4(\Omega )\)

11.15

Hình 11.2 là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế giữa hai đầu của điện trở A và B. Điện trở nào có giá trị lớn hơn? Xác định giá trị mỗi điện trở.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về định luật OHM

Lời giải chi tiết:

\({R_A} = \frac{{{U_A}}}{{{I_A}}} = \frac{6}{3} = 2(\Omega )\)

\({R_B} = \frac{{{U_B}}}{{{I_B}}} = \frac{4}{1} = 4(\Omega )\)

Vậy R_B > R_A

11.16

Hãy vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào giá trị điện trở của dây dẫn dựa trên bảng số liệu dưới đây.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về định luật OHM

Lời giải chi tiết:

11.17

Tính cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn làm bằng nikelin với chiều dài là 100 m và tiết diện là 0,5 mm², nếu hiệu điện thế giữa hai đầu dây là 220 V.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về định luật OHM

Lời giải chi tiết:

\(R = \rho \frac{l}{S} = \frac{{0,{{4.10}^{ - 6}}.100}}{{0,{{5.10}^{ - 6}}}} = 80(\Omega )\)

\(I = \frac{U}{R} = \frac{{220}}{{80}} = 2,75(A)\)

11.18

Hình 11.3 là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện vào hiệu điện thế ứng với hai điện trở R₁ và R₂. Hãy rút ra kết luận về đặc điểm sự phụ thuộc giữa điện trở của dây dẫn và góc nghiêng của đồ thị.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về định luật OHM

Lời giải chi tiết:

\({R_1} = \frac{{{U_1}}}{{{I_1}}} = \frac{4}{{1,5}} = \frac{8}{3}(\Omega )\)

\({R_2} = \frac{{{U_2}}}{{{I_2}}} = \frac{6}{1} = 6(\Omega )\)

Trong đô thị biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ dòng điện I vào hiệu điện thế U, đường biểu diễn có góc nghiêng so với trục hoành nhỏ hơn ứng với điện trở có giá trị lớn hơn.

11.19

Một vôn kế đo hiệu điện thế giữa hai đầu một bóng đèn sợi đốt, chỉ 120 V, còn ampe kế đo cường độ dòng điện qua bóng đèn chỉ 0,08 A. Xác định điện trở của bóng đèn và vẽ sơ đồ mạch điện.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về định luật OHM

Lời giải chi tiết:

\(R = \frac{U}{I} = \frac{{120}}{{0,08}} = 1500(\Omega )\)

11.20

Một lò sưởi điện được đốt nóng bằng dây hợp kim có điện trở suất 1,1.10^-6 Ωm, tiết diện dây đốt là 0,1 mm². Khi hiệu điện thế giữa hai đầu lò sưởi là 220 V thì cường độ dòng điện qua lò sưởi là 5 A. Xác định chiều dài của dây đốt.

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức về điện trở dây dẫn

Lời giải chi tiết:

\(R = \frac{U}{I} = \frac{{220}}{5} = 44(\Omega )\)